瓦伊昂:左岸滑进库里,站住的拱坝没有把库岸写成安全
Vaiont 1963 — The Reservoir-Slope System the Standing Arch Dam Did Not Prove Safe
1963 年 10 月 9 日 22 时 39 分。意大利东北阿尔卑斯。瓦伊昂河(Vajont,工程文献常写 Vaiont)在汇入皮亚韦河(Piave)之前的窄谷。业主先是亚得里亚电力公司(SADE),一九六二年收归国家电力公司(ENEL)。左岸蒙特托克(Monte Toc)约二点七亿立方米岩体在不足四十五秒内滑入库中。库水被推成涌浪,翻过坝顶,冲进下游隆加罗内(Longarone)及皮拉戈、维拉诺瓦、里瓦尔塔、法埃等村落。上游一侧,埃尔托与卡索也挨到浪。
遇难人数各口径略有出入。意大利登记常见约一千九百一十七人。工程文献常写约两千。
对象不是圣弗朗西斯坝那种东岸古滑坡与西岸砾岩退出工作、弯曲重力坝本身在第一次满库时溃决。也不是水电与大坝总览里板桥那种设计洪水被超过、土石坝群连锁溃决。对象是一座已经浇好的双曲薄拱坝与其库岸组成的系统:蠕动已被测到,蓄水被当成试验继续做,浪把下游镇子抹掉,混凝土拱坝没有跟着垮。
本页停在调查当时写下的蓄水与监测、后来地质学补上的古滑动面与黏土夹层,以及这两层证据都没有证明的那件事:坝体站住,不等于库岸系统已经被写成安全。
破除误解:不是坝垮了,也不是拱坝这种型式被证伪
第一个误解,是把瓦伊昂写成溃坝,或写成薄拱坝这种型式已经被证伪。当晚垮的是左岸。双曲薄拱坝把水推力传给两岸岩体,涌浪从坝顶越过,坝体只受了较轻的损伤。后来的结构评论把这座坝写成承受了远高于原设计的荷载。那句话约束的是坝体没有解体,不是给库岸发合格证。把对象改成“拱坝不安全”,会把已经站住的混凝土从证据里删掉,再塞进一句对坝型的控诉。
第二个误解,是把它并进板桥。板桥是设计洪水被极端降雨超过,土石坝群连锁放大洪峰。瓦伊昂当晚不是一场把坝冲垮的洪水。库水在做水库被造出来要做的事。把山推进库里的,是已经蠕动三年的左岸。浪是被滑体推出去的,不是设计洪峰从溢洪道里走出来的。两条链不要并成一句“大坝会杀人”。
第三个误解,是把它读成圣弗朗西斯的意大利版。圣弗朗西斯缺的是把东岸片岩与西岸砾岩当成必须闭合的地质证据,坝肩退出工作,重力坝跟着溃决。瓦伊昂的拱座把坝托住了。现场空的是库,不是坝的中段。两起都有古滑坡这个后来的名称。一处写在坝肩上,一处写在库岸上。坝倒与坝立,对象不同。
第四个误解,是写成他们完全没有监测,或写成“测到蠕动就已经控制住了”。一九六〇年起有地形测量。一九六一年装了测压管。库水位被当作可以加减的旋钮。把厘米每天的位移读成饱和引起的可逆运动,把继续抬水位写成试验。试验证明的是位移能跟着水位走。它没有把速度锁在厘米每天,也没有把滑面写成完整灰岩。
装置:蠕动记录、继续蓄水,和一份后来才闭合的古滑坡
装置的第一件是这座坝在系统里的位置。它是皮亚韦河梯级上的蓄能库,双曲薄拱,高度常见口径约二百六十二米。有文献写成二百七十六米。差在是否把基础算进去,不改变对象。当时它是欧洲最高的一批拱坝之一。本页不把它兑成拱圈怎么画,也不讨论灌浆或坝肩开挖。要问的是:库水位被抬上去之后,左岸还是不是可以停在原位的山。
装置的第二件是左岸。一九五九年,邻近的蓬泰塞伊水库发生库岸滑坡,涌浪越过那座坝顶。瓦伊昂当时已在施工。业主把库岸稳定性委托给奥地利工程地质学家利奥波德·米勒(Leopold Müller)。米勒请弗兰科·朱迪奇与爱德华多·塞门扎(Edoardo Semenza)做地质调查。一九六〇年的报告提出:左岸存在一处古老滑坡堆积。右岸那座被称作“孤立丘”(Colle Isolato)的小山,后来被认作古滑体留在对岸的残块。当时的设计判断仍倾向深部滑动不易发生:向斜形态被当成自然制动,地震波速被当成岩体良好的证据。古滑坡这个名称,当时没有被写成放行条件。
装置的第三件是把蓄水当成试验。一九六〇年三月,库水位约五百九十米,左岸开始有位移。同年十一月四日,水位约六百五十米,西段约七十万立方米滑入库中,激起约三十米的浪。水位随后被降下。右岸后来开了旁通隧洞,好在谷地被填住时仍能过水。这一笔写的是他们准备接受一次较慢的进库,不是本页要教的作业。
一九六一年夏季起,四孔测压管里有三孔一直记到灾前。一九六二年十二月水位到约七百米,位移速率超过每天一点五厘米,再降到六百五十米,运动停住。停住被读成对米勒判断的确认:运动来自第一次饱和,渐变水位可以管住它。
一九六三年四月开始第三次抬升。九月初水位约七百一十米,速率从每天半厘米跳到一厘米,再升到每天二至四厘米。抽水开始。九日当天速率已到每天约二十厘米。二十二时三十九分,约两公里长、约两平方公里的南坡整体滑出。滑体厚约二百五十米,水平走出约三百至四百米,速度估到每秒二十至三十米。对岸被顶住。库水被推过坝顶一百米以上。皮亚韦汇口处浪高仍约七十米。薄拱坝站住了。
装置的第四件是后来才闭合的证据层。意大利公共工程部调查委员会一九六四年提出报告,习称博齐报告。议会调查委员会依一九六四年五月二十二日第 370 号法律设立,一九六五年五月与七月向众议院提交报告与终报。调查问的是库区地形与地质、设计之后已经出现的滑动、业主披露与行政惯例,而不是某一罐水泥。
阿尔弗雷德·亨德伦与富兰克林·巴顿一九八五年为美国陆军工程兵团写的技术报告,用灾后滑面观察、航片、黏土试样和灾前测压记录,把一九六三年写成古滑坡沿连续黏土夹层的再次启动。黏土层的抗剪阻力远低于完整灰岩。他们给出的量级约为十二度。蓄水本身大约把安全系数削去一成二,降雨或融雪还可再削一成到一成八。同一水位有时稳、有时不稳,要靠降水记录才能对上位移。
米勒一九六八年仍把部分机制写成首次破坏与渐进破裂。塞门扎与吉罗蒂二〇〇〇年把地质填图重新收拢:古滑体、黏土夹层、库水位变动,是后来能够站稳的那一组。两层应当分开写。一九六三年没有被写成结论的,是滑面已经落在残余强度上。缺的那一项由后来的工程地质补上,不是由再浇一次拱圈来补。
它证明了什么,没有证明什么
它证明:一座双曲薄拱坝可以在库岸整体进库、涌浪翻过坝顶之后仍然站住,而下游河谷仍可在同一分钟里被清空。它证明左岸蠕动可以被记录三年,位移可以跟着水位与降水走,最后仍可在不足四十五秒里走完。它证明把继续蓄水写成“试验”,能够得到一张厘米每天的相关图,却不能把速度等级锁死。它没有证明薄拱坝作为类型已经被证伪。坝体残存、损伤有限、荷载被后来的结构评论写成远超原设计,都挡住这句更省事的口号。被换掉的不是“拱坝”这个词,而是把库岸监测读成已经可控的那张合格证。
它没有证明米勒或现场工程师人坏,或证明“用蓄水试坡”这种办法本身不合法。米勒当时是受委托的库岸顾问。塞门扎的古滑坡假说已经写在一九六〇年的报告里,钻孔没有在预期深度打到滑面,被用来削弱这张图。人在现场。读法仍把加速当成饱和试验还没有做完。第二次降到六百五十米时运动停住,是高可靠的水位—位移相关。它不能代替“基底已经是古滑面黏土”这一句。知识不足的正确反应,是把库岸证据写成可关闭的程序,而不是宣布混凝土拱坝从此非法。数字与许可属于持照人员与主管当局。本页只标明:后来的填图已经证明必须问库岸还在不在原位,而不是只问坝体是否还立着。
它也没有证明帕多瓦水工模型或灾前地形网已经把涌浪历时算死。模型与调度默认的是一次较慢的进库。一九六三年的历时是几十秒。试验没有证明慢。抽水也没有证明过程可逆。亨德伦与巴顿把降水和库水位一起写进位移包络,解释的是为什么同一水位有时还能停、有时不能。那是事后闭合。它不是一九六三年九月那张调度图已经拥有的证明。
深一层:测蠕动还是不是厘米每天,而不是测拱坝还在不在
指令与状态在魁北克是尺。在圣弗朗西斯是渗水是否带泥。在瓦伊昂是左岸每天走几厘米、库水位是否仍可再抬。调度是指令。二十二时三十九分的进库是状态。指令若只问“坝体混凝土是否看起来完好、水位是否仍在设计高程以下”,现场的状态已经走过蒙特托克。高可靠的第三次蓄水,能证明梯级把水送到了约七百一十米。它不能代替那一处库岸在浸水之后还是不是可以停在原位的山。表不对齐的地方,由隆加罗内补课。
伦理边界必须写清。复盘可以说明库岸如何在议会调查、米勒的记录、塞门扎的填图与亨德伦—巴顿的滑面观察里被重建。不得提供如何在滑坡体上方选坝址、如何按滑动面几何去复现失稳、如何配制库水位使坡体退出工作、如何攻击一座坝。具体水库的勘察、蓄水、监测与退役属于持照人员与主管当局。
工程伦理在这里不是一句“应当更小心”。米勒建议过逐日地形测量与按位移调节水位。测量发生了。调节也发生了。缺的是把“古滑面是否已在残余强度上”写成可按掉的放行条件。花旗中心把已经发现的接头弱点写成夜间加固,倒塌没有发生。瓦伊昂把加速中的厘米数留在试验叙事里,用约两千人死亡换来后来的库岸调查传统。两起对象不同。共同的一层是:已经在场的异常必须在继续抬水位之前写成可关闭的证据,而不是等浪来补课。
测量清单因此有两层。一九六三年能测的,是库水位、地表位移速率、测压管水位、坝体是否仍立着。当时没有被当成放行条件的,是“左岸是不是古滑体、基底黏土是不是已经落在残余强度上、厘米每天会不会在同一张图里变成每秒二三十米”。缺的那一项一旦写成后来的填图与黏土试验,同类序列的可发现性上升。这不是为一九六三年开脱。这是说:复杂性不是赦免未闭合库岸证据的哲学。未闭合的库岸会在一次看似可控的蓄水试验里被放大成河谷清空。放大路径一旦被调查与后来的地质学写清,就应当被监督程序改掉。改掉的那一笔,首先是让库岸回答自己还是不是山,而不是只让拱坝回答自己还在不在。
要记住的是坝已经写下、填图后来补全的那一句:失败写在库岸上。混凝土拱圈站住,挡不住古滑坡与黏土夹层。库水被抬到七百一十米,不是罪证,是这座水库被要求承受的荷载。荷载到来时,左岸不是山。浪没有问坝体立方体。问的是蒙特托克还在不在原位。
跨域连接
- 工程伦理:总览把职业印章写成覆盖当前构型的安全,并把“谁有权说不”写成真正难的那一问。本页把那句话收成一九六三年的装置:位移在记,水位在调,古滑面没有被写成可按掉的放行条件。对读时比较否决权放在哪一栋楼,不要把本页写成守则条目的注脚。
- 水电与大坝:水电总览已经把板桥、瓦伊昂、圣弗朗西斯写成三条必须分开的链。本页只把中间那一条兑成装置:对象是库岸—水库系统,不是发电主坝的剖面,也不是土石坝群的设计洪水。对读时看“坝还立着”究竟是结构结论还是被误写成系统安全,不要把瓦伊昂并进水电清洁账本里的一句风险附录。
- 失效分析:失效分析把灾难写成链条。本页的链条是未闭合的古滑坡证据、把厘米每天读成可控试验的调度、假定较慢进库的涌浪想象,以及一座把水推力传给两岸、自身没有溃决的薄拱坝。调查没有停在“某一罐水泥不好”。它的取样策略是:先用站住的坝排除溃坝叙事,再用滑面黏土与降水—水位相关约束对象。
- 圣弗朗西斯坝:两起都有后来才被命名的古滑坡。圣弗朗西斯写在坝肩上,重力坝跟着走;瓦伊昂写在库岸上,拱坝留在原位。对读时比较哪一处岩体被当成已经是山,不要并成一句“混凝土坝都会垮”。
- 材料强度:强度条目已经反对“强度是一个数”。本页把那张条件表写成库岸滑面上的黏土:拱圈混凝土可以站住,夹层仍可以在残余强度上再次启动。立方体合格证是高可靠的错误变量;左岸还在不在原位,才是这一次的状态测量。
- 块体运动与滑坡:滑坡条目把诱发与触发分开,并提醒古老滑动面可以在残余强度上再次启动。本页的左岸就是那一类:蠕动是慢阶段,几十秒的进库是同一系统的快阶段。对读时比较“看起来是山”与填图上的滑动体,不要把厘米每天从证据里删掉。
- 魁北克桥:两起都把已经在场的异常读成还不必停下的故事。魁北克缺的是把下弦弯曲当成数据;瓦伊昂缺的是把加速中的蠕动当成必须关闭蓄水的证据。对读时比较哪一张相关图被当成证明,不要并成“工程师不在乎”。
参考文献
- Müller, Leopold. "The Rock Slide in the Vaiont Valley." Rock Mechanics and Engineering Geology 2 (1964): 148–212.
- Müller, Leopold. "New Considerations on the Vaiont Slide." Rock Mechanics and Engineering Geology 6, no. 1–2 (1968): 1–91.
- Hendron, A. J., Jr., and F. D. Patton. The Vaiont Slide: A Geotechnical Analysis Based on New Geologic Observations of the Failure Surface. Technical Report GL-85-5. 2 vols. Vicksburg, MS: U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, 1985.
- Hendron, A. J., and F. D. Patton. "The Vaiont Slide — A Geotechnical Analysis Based on New Geologic Observations of the Failure Surface." Engineering Geology 24, no. 1–4 (1987): 475–491. https://doi.org/10.1016/0013-7952(87)90080-9
- Semenza, Edoardo, and Monica Ghirotti. "History of the 1963 Vaiont Slide: The Importance of Geological Factors." Bulletin of Engineering Geology and the Environment 59, no. 2 (2000): 87–97. https://doi.org/10.1007/s100640000067
- Giudici, Franco, and Edoardo Semenza. Studio geologico del serbatoio del Vajont. Unpublished report for SADE. Venezia, 1960.
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- Camera dei Deputati. Relazione della Commissione parlamentare d'inchiesta sul disastro del Vajont. Doc. n. 76 e Doc. n. 76-bis, IV Legislatura. Roma, 1965.